Силумин в чушках (слитках) АК5М4 в Минске


Силумин в чушках (слитках) АК5М4: характеристики, применение и особенности поставки

АК5М4 — алюминиево-кремниевый сплав (силумин) эвтектического типа, легированный медью, выпускаемый в виде чушек (слитков) по ГОСТ 1583-93. Сочетание 4–6 % кремния и 4–5 % меди обеспечивает повышенную жаропрочность и стабильность механических свойств при рабочих температурах до 250 C, что выгодно отличает АК5М4 от простых силуминов АК12 и АК7ч. Чушки формируются методом полунепрерывного литья в изложницы или на конвейере кристаллизации с массой слитка от 6 до 22 кг.

Химический состав и структура

Сплав АК5М4 относится к системе Al–Si–Cu с ограниченным содержанием магния и марганца. Медь вводится для образования упрочняющих фаз AlCu и AlCuMgSi, повышающих прочность после термической обработки. Кремний обеспечивает литейные свойства — жидкотекучесть и малую усадку. Структура слитка — эвтектика (-Al + Si) с включениями интерметаллидов CuAl и фазы W. Модифицирование натрием или стронцием измельчает кремниевую эвтектику, что улучшает пластичность отливок.

  • Кремний (Si) — 4,0–6,0 %
  • Медь (Cu) — 4,0–5,0 %
  • Магний (Mg) — 0,2–0,5 %
  • Марганец (Mn) — 0,2–0,5 %
  • Железо (Fe) — не более 0,8 %
  • Примеси (Ni, Zn, Pb) — суммарно не более 1,0 %

Механические и литейные свойства

В литом состоянии предел прочности АК5М4 составляет 160–180 МПа, после закалки и искусственного старения (T5) — 220–260 МПа. Твёрдость по Бринеллю — 70–90 HB. Сплав сохраняет работоспособность при нагреве до 250 C, что позволяет применять его в поршневых группах и корпусных деталях, работающих в условиях термоциклирования. Линейная усадка — 0,8–1,1 %, склонность к образованию горячих трещин умеренная. Обрабатываемость резанием удовлетворительная, свариваемость ограниченная.

ПоказательЛитое состояниеПосле Т5Условия испытанийСтандарт
Предел прочности в, МПа160–180220–26020 CГОСТ 1497
Относительное удлинение , %1,0–2,00,5–1,520 CГОСТ 1497
Твёрдость, HB70–8080–9020 CГОСТ 9012
Жаропрочность, МПа—90–110250 C, 100 чГОСТ 10145
Температура плавления, C520–600———

Области применения чушек АК5М4

Чушки АК5М4 используются как шихтовая заготовка для литейных производств и как готовый материал для переплава в индукционных тигельных печах, газовых и электрических плавильных агрегатах. Основные потребители — предприятия автомобилестроения, тракторостроения, приборостроения и производства насосного оборудования.

  • Поршни двигателей внутреннего сгорания и компрессоров
  • Головки и блоки цилиндров, работающие при 200–250 C
  • Корпуса редукторов, насосов, арматуры в литейном исполнении
  • Детали тормозных систем и сцеплений грузового транспорта
  • Заготовки для литья под давлением и в кокиль
  • Элементы теплообменной и нефтегазовой арматуры

Условия поставки и маркировка

Чушки АК5М4 поставляются партиями с сертификатом качества, в котором указываются номер плавки, химический состав и результаты контрольных испытаний. Поверхность слитка должна быть чистой, без шлаковых включений, трещин и посторонних включений. Допускается наличие усадочной раковины в верхней части чушки. Маркировка наносится на торец или боковую поверхность методом клеймения или краской. Транспортировка — в железнодорожных вагонах, контейнерах или автотранспортом с защитой от атмосферных осадков. Хранение — в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %.

Вопросы и ответы

Чем АК5М4 отличается от АК12 и АК7ч?

АК5М4 содержит 4–5 % меди, что повышает жаропрочность и прочность после термообработки. АК12 и АК7ч — силумины без меди, применяемые для литья деталей без нагрева выше 150 C.

Какая максимальная рабочая температура деталей из АК5М4?

Длительная эксплуатация допускается при 250 C, кратковременная — до 300 C. Выше этих значений медьсодержащие фазы коагулируют, и прочность падает.

Требуется ли модифицирование при переплаве чушек АК5М4?

Да, для измельчения кремниевой эвтектики рекомендуется модифицирование натрием, стронцием или сурьмой в количестве 0,02–0,05 % от массы расплава.

Какой стандарт регламентирует химический состав АК5М4?

Состав и маркировка чушек регламентируются ГОСТ 1583-93. Контроль механических свойств — по ГОСТ 1497 и ГОСТ 9012.